§ 6. Сооружения и аппараты биологической очистки
Биологическая очистка может осуществляться как в естественных, так и в искусственных условиях.
К сооружениям естественной очистки относятся:
Фильтрующие колодцы, используемые при расходе 1 куб. м в сутки и менее, и фильтрующие кассеты - при расходе 0,5-6 куб. м в сутки.
Поля подземной фильтрации - при расходе до 15 куб. м в сутки и более.
Поля фильтрации - при расходе 1400 куб. м в сутки и менее.
В этих сооружениях, фильтрующей загрузкой являются естественные грунты, используемые непосредственно на месте (пески, супеси, легкие суглинки).
Фильтрующие траншеи, песчано-гравийные фильтры, применяемые при расходе 15 куб. м в сутки и более. Оросительная и дренажная сеть этих сооружений положена в слое искусственной фильтрующей загрузки из привозного грунта. Их устраивают при наличии водонепроницаемых или слабофильтрующих грунтов.
Фильтрующие кассеты с пропускной способностью 0,5-6 куб.м в сутки, применяемые в слабофильтрующих грунтах (суглинках) при коэффициенте фильтрации не менее 0,1 куб.м в сутки.
Циркуляционные окислительные каналы (ЦОК) - при расходе 100-1400 куб.м в сутки.
Биологические пруды с естественной или искусственной аэрацией - при расходе 1400 куб.м в сутки.
При круглогодичной работе очистной станции Сооружения естественной очистки рекомендуется использовать, если удовлетворяются следующие условия:
среднегодовая температура воздуха в районе расположения очистной станции не менее 10 град.С;
глубина грунтовых вод не менее 1 м от поверхности земли;
наличие свободных площадей в близи малых объектов.
При сезонной работе станции (только в летний период) первое условие, касающееся среднегодовой температуры, исключается.
Однако почвенные методы не всегда приемлемы из-за неблагоприятных санитарных, почвенно-грунтовых, климатических, гидрогеологических условий. В связи с этим возникает необходимость в применении сооружений искусственной биологической очистки.
К сооружениям, в которых биологическая очистка протекает в искусственно созданных условиях, относятся:
Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы.
Биодисковые фильтры.
Биофильтраторы.
Биореакторы с биобарабанами.
Блок биореакторов с затопленной ершовой загрузкой.
Аэрационные установки, работающие по методу полного окисления (продленной аэрации).
Аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила.
6.1. Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы
Сооружения биологической фильтрации, особенно с прикрепленным биоценозом, хорошо себя зарекомендовали в работе с малыми расходами и пиковыми нагрузками по органике. Они просты, удобны, в них за короткое время (до 30 минут) происходит скоростное изъятие загрязнений. На традиционных биофильтрах в качестве фильтрующей массы применяют объемный материал: щебень, гравий, керамзит. Блочные загрузки из блоков пеностекла имеют преимущества в технологическом, конструктивном и эксплуатационном отношениях по сравнению с другими материалами. Пеностекло - это теплоизоляционный строительный материал. Он отличается механической прочностью, влаго-, паро- и газонепроницаемостью, огнестойкостью, морозостойкостью, долговечностью, устойчивостью к воздействию кислот и продуктов разложения. Площадь адсорбционной поверхности пеностекла в зависимости от величины перфорации с учетом малых и больших пор- 200 кв.м/куб.м.
Распределение сточной воды по поверхности биофильтра осуществляется с помощью реактивного оросителя (Рис.5).
Пластмассовые загрузки используются в виде жесткой (кольца, обрезки труб и т.д.), жестко-блочной (из плоских и гофрированных листов), а также мягкой (из пластмассовых пленок) засыпки. Таким образом, загрузка обладает высокой пустотностью, большой сорбционной поверхностью и относительно малым коэффициентом сцепления биопленки с поверхностью загрузки, что создает условия для образования тонкого слоя биопленки.
Пластмассовая загрузка исключает заиливание биофильтров, значительно увеличивает объем поступающего воздуха, что способствует повышению окислительной мощности. Кроме достоинств, биофильтры обладают и рядом недостатков. Так, высокая не равномерность поступления сточных вод от малых объектов крайне отрицательно влияет на работу биофильтров и аэротенков. В биофильтрах происходит подсыхание биопленки и наблюдается не равномерность температурного режима ее работы, создаются условия, способствующие заиливанию загрузки. Во избежание этих явлений в часы минимального притока сточных вод осуществляют рециркуляцию очищенных сточных вод, что приводит к дополнительным энергозатратам на перекачку стоков.